DE102011106104A1 - Method of making printed circuit boards and overall PCB benefits - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Herstellen bestückter oder unbestückter Leiterplatten oder Einzelschaltungen als Einzelnutzen (2) aus einem Gesamtnutzen (1) mit einem Leiterplattengrundmaterial (4), bei dem der jeweilige Einzelnutzen (2) aus dem Gesamtnutzen (1) mit einem Laser entfernt wird wobei vor dem Entfernen des Einzelnutzens (2) dieser über Metallanbindungen (3) an dem Gesamtnutzen (1) befestigt wird, dass das Leiterplattengrundmaterial (4) bis auf die Metallanbindungen (3) entfernt und dass der Einzelnutzen (2) nach dem Entfernen des Leiterplattengrundmaterials (4) von dem Gesamtnutzen (1) getrennt, insbesondere herausgedrückt wird.Method for producing populated or unpopulated printed circuit boards or individual circuits as individual benefits (2) from a total benefit (1) with a base material (4), in which the respective individual benefit (2) is removed from the total benefit (1) with a laser, before removal of the individual benefit (2) is fastened to the overall benefit (1) via metal connections (3), that the circuit board base material (4) is removed except for the metal connections (3) and that the single benefit (2) after removal of the circuit board base material (4) from the total benefit (1) is separated, in particular pressed out.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen bestückter oder unbestückter Leiterplatten oder Einzelschaltungen als Einzelnutzen aus einem Gesamtnutzen mit einem Leiterplattengrundmaterial, bei dem der jeweilige Einzelnutzen aus dem Gesamtnutzen mit einem Laser entfernt wird. Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Leiterplattengesamtnutzen mit einer Vielzahl von Einzelnutzen bestückter oder unbestückter Leiterplatten oder Einzelschaltungen.The invention relates to a method for producing populated or unpopulated printed circuit boards or individual circuits as a single benefit from a total benefit with a printed circuit board base material, wherein the respective individual benefit is removed from the total benefit with a laser. The invention also relates to a total circuit board benefit with a variety of individual uses populated or bare boards or individual circuits.
Die
Dieses Verfahren ist sehr aufwendig und sieht neben dem Heraustrennen von Teilschichten mittels Laserstrahl den Einsatz von ätzenden Chemikalien und gegebenenfalls mechanischen Trennwerkzeugen vor.This process is very complicated and envisages, in addition to the separation of partial layers by means of a laser beam, the use of corrosive chemicals and optionally mechanical separating tools.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und einen Leiterplattennutzen herzustellen, mit dem eine konturgenaue, splitterfreie Trennung von Einzelnutzen aus einem Leiterplattengesamtnutzen ermöglicht wird.Object of the present invention is to provide a method and a circuit board benefits, with a contour-accurate, splinter-free separation of individual benefits from a total PCB benefits possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruches und einem Leiterplattengesamtnutzen mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren offenbart.According to the invention this object is achieved by a method having the features of the main claim and a printed circuit board total benefits with the features of the independent claim. Advantageous embodiments and further developments of the invention are disclosed in the subclaims, the description and the figures.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen bestückter oder unbestückter Leiterplatten oder Einzelschaltungen als Einzelnutzen aus einem Gesamtnutzen mit einem Leiterplattengrundmaterial, bei dem der jeweilige Einzelnutzen aus dem Gesamtnutzen mit einem Laser entfernt wird, sieht vor, dass vor dem Entfernen des Einzelnutzens aus dem Gesamtnutzen dieser über Metallanbindungen an dem Gesamtnutzen befestigt wird, dass das Leiterplattengrundmaterial bis auf die Metallanbindungen entfernt und dass der Einzelnutzen nach dem Entfernen des Leiterplattengrundmaterials von dem Gesamtnutzen getrennt, insbesondere herausgedrückt wird. Die Metallanbindungen, die über den Umfang des Einzelnutzens hinausragen, legen den Einzelnutzen an dem Gesamtnutzen fest, wenn das Leiterplattengrundmaterial vollumfänglich entfernt worden ist. Die Metallanbindungen ragen dabei vorzugsweise von dem Gesamtnutzen in die Kontur des Einzelnutzens hinein, wobei keine vollständige Abdeckung des Einzelnutzens durch die Metallanbindungen bzw. die Metallanbindung bewirkt wird. Der Einzelnutzen ist somit nicht vollständig durch die Metallanbindung hinterlegt, sondern nur in einem Bereich, der sich an den äußeren Umfang des Einzelnutzens anschließt. Die Einzelnutzen, die als bestückte oder unbestückte Leiterplatten oder als Einzelschaltungen ausgebildet sind und zu einem Gesamtnutzen zusammengefasst sind, werden vor dem Heraustrennen aus dem Gesamtnutzen mit Metallanbindungen versehen. Die Leiterplatten oder Einzelschaltungen bestehen dabei regelmäßig aus mehreren Schichten eines Leiterplattengrundmaterials, überwiegend einem Kunststoff oder einem faserverstärkten Kunststoff, die mit gedruckten, in der Regel metallischen Schaltungen versehen sind. Diese Schaltungen können auch dreidimensional angeordnet sein und nicht nur flächig, sondern auch innerhalb des Leiterplattengrundmaterials geschichtet erstrecken. Mehrere unterschiedliche oder auch gleichartige Leiterplatten oder Einzelschaltungen werden zu einem Gesamtnutzen bei der Herstellung zusammengefasst, um das Herstellverfahren rationaler zu gestalten. Die jeweils voneinander unabhängigen Einzelnutzen werden dann vorzugsweise über einen Laser ausgeschnitten, wobei der Laser das Leiterplattengrundmaterial entfernt, indem die Kontur des Einzelnutzens abgefahren wird. Dadurch ergibt sich ein glatter, splitterfreier Rand am Umfang des Einzelnutzens. Um zu verhindern, dass der jeweilige Einzelnutzen aus dem Gesamtnutzen herausfällt, wenn der Laser die Kontur einmal abgefahren hat, sind die Metallanbindungen vorgesehen, die die Einzelnutzen solange an dem Gesamtnutzen halten, bis sie kontrolliert aus dem Gesamtnutzen herausgelöst, vorzugsweise herausgedrückt werden.The inventive method for producing populated or unpopulated printed circuit boards or individual circuits as a single benefit from a total benefit with a PCB base material, in which the respective individual benefit is removed from the total benefit with a laser, provides that before removing the single benefit from the overall benefits of this over metal connections the total benefit is attached, that the PCB base material is removed to the metal connections and that the single-use after removing the PCB base material separated from the total benefit, in particular is pushed out. The metal connections that extend beyond the perimeter of the single benefit set the single benefit to the total benefit once the circuit board base has been completely removed. The metal connections protrude preferably from the total benefit in the contour of the single use, with no complete coverage of the individual benefits by the metal connections or the metal connection is effected. The individual benefit is thus not completely covered by the metal connection, but only in an area that adjoins the outer circumference of the single use. The individual benefits, which are designed as populated or unpopulated printed circuit boards or as individual circuits and are combined to form a total benefit, are provided before removal from the total benefit with metal connections. The printed circuit boards or individual circuits consist regularly of several layers of a printed circuit board base material, mainly a plastic or a fiber-reinforced plastic, which are provided with printed, usually metallic circuits. These circuits may also be three-dimensionally arranged and not only planar but also layered within the circuit board base material. Several different or even similar printed circuit boards or individual circuits are combined to a total benefit in the production, to make the manufacturing process more rational. The respective independent individual benefits are then preferably cut out by means of a laser, wherein the laser removes the circuit board base material by traversing the contour of the individual benefit. This results in a smooth, splinter-free edge on the circumference of the single use. In order to prevent the respective individual benefit from falling out of the total benefit, when the laser has traversed the contour once, the metal connections are provided, which hold the individual benefits as long as the total benefit until they are controlled out of the total benefit removed, preferably pushed out.
Zur Entfernung des Leiterplattengrundmaterials wird vorzugsweise ein CO2-Laser eingesetzt, der das Leiterplattengrundmaterial entfernt, die Metallanbindungen, beispielsweise Kupferfolie, jedoch nicht durchtrennt. Dazu wird die Leistung auf ein entsprechendes Niveau eingestellt.To remove the PCB base material, a CO 2 laser is preferably used which removes the circuit board base material, but not the metal connections, for example copper foil severed. For this purpose, the power is set to a corresponding level.
Die Metallanbindungen werden vorzugsweise an den Eckbereich und/oder an Teilbereichen der Kontur der jeweiligen Einzelnutzen angebracht, so dass nur noch eine abschnittsweise Anbindung der Einzelnutzen an dem Gesamtnutzen über die Metallanbindungen vorhanden ist und das Trennen der Einzelnutzen von dem Gesamtnutzen mit einem geringen Kraftaufwand erfolgen kann.The metal connections are preferably attached to the corner area and / or to partial areas of the contour of the respective individual use, so that only a partial connection of the individual benefits to the total benefit via the metal connections is present and the separation of the individual benefits of the total benefit can be done with a small amount of force ,
Das Leiterplattengrundmaterial wird vorzugsweise herausgeschnitten, wobei sich das Herausschneiden mit einem Laserstrahl als besonders geeignet erwiesen hat. Selbst kleinste Leiterplatten mit einer umlaufenden Kontur können so gefertigt werden, ohne dass nach dem Trennen der Einzelnutzen aus dem Gesamtnutzen eine Nachbearbeitung der Kontur erfolgen müsste. Grundsätzlich sind auch andere Trennverfahren möglich und vorgesehen, um das Leiterplattengrundmaterial zu entfernen.The circuit board base material is preferably cut out, wherein the cutting out with a laser beam has proven to be particularly suitable. Even the smallest printed circuit boards with a circumferential contour can be manufactured in such a way, without post-processing of the contour after the separation of the individual benefits from the total benefit. In principle, other separation methods are possible and provided to remove the PCB base material.
Als Metallanbindungen werden insbesondere Kupferanbindungen, insbesondere Kupferpads, aufgebracht. Dies hat den Vorteil, dass keine gesonderten Verfahrenstechniken eingesetzt werden müssen, da Kupfer bereits für die Schaltungen auf den Leiterplatten eingesetzt wird. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Metallanbindungen möglich, wenn dies erforderlich sein sollte.In particular, copper connections, in particular copper pads, are applied as metal connections. This has the advantage that no separate process techniques must be used, since copper is already used for the circuits on the circuit boards. In principle, however, other metal connections are possible, if necessary.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Metallanbindungen auf nur einer Oberfläche des Gesamtnutzens oder zwischen zwei Werkstofflagen des Leiterplattengrundmaterials angeordnet werden, wobei die Anordnung auf nur einer der Oberflächen des Gesamtnutzens den Vorteil hat, dass der gesamte Randbereich splitterfrei und konturgenau in einer Aufspannung in einen Arbeitsgang herausgeschnitten werden kann.A development of the invention provides that the metal connections are arranged on only one surface of the total benefit or between two layers of material of the circuit board base material, wherein the arrangement on only one of the surfaces of the total benefit has the advantage that the entire edge area splinter-free and contour accurate in one setting in one operation can be cut out.
Vor dem Trennen des Einzelnutzens und nach dem Entfernen des Leiterplattengrundmaterials kann eine Bearbeitung des Einzelnutzens erfolgen, beispielsweise eine Bestückung mit Komponenten, den sogenannten SMD (Surface Mounted Device). Eine Bestückung mit Komponenten kann auch vor dem Entfernen des Leiterplattengrundmaterials erfolgen.Before the separation of the individual benefits and after the removal of the printed circuit board base material, a processing of the individual benefits can take place, for example a fitting with components, the so-called SMD (Surface Mounted Device). Assembly with components can also be done before removing the PCB base material.
Ein Leiterplattengesamtnutzen mit einer Vielzahl von Einzelnutzen bestückter oder unbestückter Leiterplatten oder Einzelschaltungen sieht vor, dass die Einzelnutzen oder zumindest eine Metallanbindung an dem Leiterplattengrundmaterial befestigt sind. Diese Metallanbindungen können als Metallfolie, insbesondere als Kupferfolie ausgebildet sein, um eine einfache Trennung der Einzelnutzen aus dem Gesamtnutzen durch ein werkzeugloses Herauslösen zu ermöglichen, wenn das Leiterplattengrundmaterial die Kontur des jeweiligen Einzelnutzens entfernt worden ist.A total circuit board benefit with a plurality of single-ended or unpopulated printed circuit boards or individual circuits provides that the single-use or at least one metal connection is attached to the circuit board base material. These metal connections can be formed as a metal foil, in particular as a copper foil, in order to enable a simple separation of the individual benefits from the overall benefit by a tool-free release, when the circuit board base material has been removed from the contour of the respective single use.
Die Metallanbindungen können so angeordnet sein, dass nur Teile der Kontur des Einzelnutzens überlappt werden, wobei die Überlappung vorteilhafter Weise an den Eckbereichen vorhanden ist, an denen in der Regel eine geringere Schaltungs- und Bauteildichte vorhanden ist.The metal connections may be arranged so that only parts of the contour of the single-use are overlapped, wherein the overlap is advantageously present at the corner regions, where there is usually a lower circuit and component density.
Sofern die Metallanbindung an einer Oberfläche des Leiterplattengrundmaterials angeordnet ist, kann der Einzelnutzen nach dem Entfernen des Leiterplattengrundmaterials um die Kontur des Einzelnutzens herum leicht herausgedrückt werden, da sich der überlappende Bereich der Metallanbindung oder der Metallfolie, der in den Einzelnutzen hineinragt, leicht von der Oberfläche des Leiterplattengrundmaterials ablösen lässt. Sofern sämtliche Metallanbindungen auf einer gemeinsamen Seite des Leiterplattengesamtnutzens angeordnet sind, lassen sich die Einzelnutzen sehr schnell durch eine gemeinsame Relativbewegung des Leiterplattengesamtnutzens zu den jeweiligen Einzelnutzen voneinander trennen. Die Metallanbindung kann als separate Komponente ohne Kontaktierung zu einer Schaltung ausgebildet sein, so dass eine Beeinträchtigung der Leiterplattenschaltung oder der Einzelschaltung in funktionaler Hinsicht nicht gegeben ist, wenn eine Verformung der Metallanbindung beim Herausdrücken auftritt. Eine mechanische Beeinflussung der Einzelnutzen erfolgt daher nicht oder nur in einem außerordentlich geringen Umfang, so dass eine mechanische Schädigung der Einzelnutzen nicht zu erwarten ist.If the metal connection is disposed on a surface of the circuit board base material, the single-use can be easily pushed out around the contour of the single-use after removal of the circuit board base material, since the overlapping portion of the metal connection or the metal foil protruding into the single-use element easily protrudes from the surface of the printed circuit board base material. If all metal connections are arranged on a common side of the total PCB benefit, the individual benefits can be separated very quickly by a common relative movement of the total PCB benefits to each individual benefit. The metal connection may be formed as a separate component without contacting a circuit, so that a deterioration of the circuit board circuit or the individual circuit is not given in functional terms, if a deformation of the metal connection occurs during pressing out. A mechanical influence on the individual benefits is therefore not or only to an extremely small extent, so that a mechanical damage to the individual benefits is not expected.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:Hereinafter, an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying figures. Show it:
In der
Der Gesamtnutzen
In der
In der
An der Unterseite des Gesamtnutzens ist eine Metallanbindung
In der
In der
Während es bislang notwendig war, eine Leiterplatte aufwendig nachzuarbeiten, um Reste der Nutzenanbindung zu entfernen, ist es durch das vorgestellte Verfahren und den vorgestellten Leiterplattennutzen möglich, eine konturgenaue und splitterfreie Nutzenanbindung und Herstellung von Leiterplatten oder Einzelnutzen
Durch die lediglich teilweise Anbindung der Einzelnutzen über die Metallanbindungen
Durch die stressarme Trennung der Einzelnutzen
Durch das Anordnen der Metallanbindung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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